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防止X射线损坏Flash Memory的解决方案

方案概述

目前由于Flash Memory存储器件存储密度不断上升,芯片生产工艺节点不断更新,20纳米以内的工艺在存储器件的制造中越来越普遍,线宽的不断健硕除了给制造带来挑战,对组装过程中的射线检查也带来了新的挑战。实验证明,内存芯片在X光长时间的照射下,由于电子跃迁,会带来数据的丢失,从而使产品系统失效。而X光检查是组装过程中不可或缺的可靠性手段,为了避免芯片受到损伤,我们提出了以下的解决方案供大家参考以帮助工厂工程师在使用X光设备时合理的避免产品的失效。

                  

         一、Flash memory 吸收X射线能力测试

          1. 测试流程: 

                                 image.png

                                          •KV=100KV, 焦点到芯片距离=200mm

                                          •设定不同靶功率,记录没有放置芯片的X射线强度

                                          •设定不同靶功率,记录放置芯片后的X射线强度

                                          •计算X射线强度差值,这个值就是芯片吸收的X射线能量 

          2. 测试结果:

                                     image.png

                                      说明:由于量程限制,RADEYE G-10 (max100mSv/h), 红色部分数值为计算值

                                  

                                     image.png

                                                                  Flash memory 吸收X射线能力测试

                        结论:

KV=100KV, FOD=200mm
芯片吸收的 X-ray ( mSv/h)能量= 18+ 22 * ( Target Power – 0.2W)


           3. 根据用户日常检测参数,定义最长容许检测时间


                选取通常检测设定条件:

           

             • KV:100KV

                 • 靶功率 0.5 W)

                 • 样品到焦点距离 ( FOD): 27.5mm 


image.png



    根据三星芯片规格:最大容忍X光的吸收量 0.5Ra,按照70%的安全阀值选择 3.75mSv 为安全值,确保经过X-ray 检查后,芯片正常工作可以算出最大检查的时间。

           检测时间() = 3.75 / 449.59 * 3600 = 30 Sec

           样品最大被X射线照射时间 ≤ 30 sec. 样品吸收X射线能量小于0.375 Rad,检查过程安全。


           4. 问题:实际声场过程中,X光的检查时间控制在30S以内比较困难,另外,要达到标准化的批量操作,也和通常的操作有不同。


二、如何防止在X光检查过程中造成存储芯片的损坏

      1. 增加准直器

           将XX射线锥角从170度降低到40度左右。
           目的:是检测其中一颗芯片时,其他芯片不会被照射(内存芯片通常集中排列)。

           如下图

 image.png

          2. 使用FNC程序,全自动检测芯片

          利用FNC固定检测参数 :

          KV: 100KV
          靶功率:0.5W
          焦点与样品距离:27.5mm

          全自动完成检测,并由机器控制芯片总的曝光时间

 





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